现代传感技术第一章课后习题答案
传感器技术课后习题答案[1]1
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传感器技术课后习题答案[1]11-1衡量传感器静态特性的主要指标。
说明含义。
1、线性度――表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。
2、回差（落后）―反应传感器在也已（输入量减小）反（输入量增大）行程过程中输入-输出曲线的不能重合程度。
3、重复性――来衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向并作全量程已连续多次变动时，税金特性曲线间一致程度。
各条特性曲线越靠近，重复性越好。
4、灵敏度――传感器输出量增量与被测输入量增量之比。
5、分辨力――传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。
6、阀值――并使传感器输入端的产生可以测变化量的最轻被测输出量值，即为零位附近的分辨力。
7、稳定性――即为传感器在相当长时间内仍维持其性能的能力。
8、漂移――在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。
9、静态误差（精度）――传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离（逼近）程度。
1-2计算传感器线性度的方法，差别。
1、理论直线法：以传感器的理论特性线做为插值直线，与实际测试值毫无关系。
2、端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线做为插值直线。
3、“最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最轻。
这种方法的插值精度最低。
4、最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。
1-3什么是传感器的静态特性和动态特性？为什么要分静和动？（1）静态特性：则表示传感器在被测输入量各个值处在稳定状态时的输入-输出关系。
动态特性：反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。
（2）由于传感器可能将用以检测静态量（即为输入量就是不随其时间变化的常量）、科东俄静态量或动态量（即为输入量就是随时间变化的变量），于是对应于输出信号的性质，所以传感器的特性分成静态特性和动态特性。
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【最新整理，下载后即可编辑】第1章概述1.什么是传感器？传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2传感器的共性是什么？传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
1.3传感器由哪几部分组成的？由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
1.4传感器如何进行分类？（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。
（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。
（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。
1.5传感器技术的发展趋势有哪些？（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？（1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制(5)稳定性处理第2章传感器的基本特性2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。
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即相位误差为-16.70°
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第2章
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2.6 材料为钢的实心圆柱形式试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的 金属应变片R1和R2，把这两应变片接入电桥（见图2.3.2）。若钢的泊松系数， μ=0.285应变片的灵敏系数K=2，电桥电源电压U=2V，当试件受轴向拉伸时，测得 应变片R1的电阻变化值，△R1=0.48Ω,试求①轴向应变量；电桥的输出电压。
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2.9一测量吊车起吊重物的拉力传感器如题图2.34（a）所示。R1、R2、R3、 R4按要求贴在等截面轴上。已知：等截面轴的截面积为0.00196m2，弹性模 量E=21011N/m2，泊松比μ=0.3，且R1 =R2 =R3 =R4 =120Ω，K=2，所组成的 全桥型电路如图2.34(b)所示，供桥电压U=2 V。现测得输出电压U0=2.6mV。 求： （1）等截面轴的纵向应变及横向应变为多少？ （2）力F为多少？
R 85.4
（2）当△Z=10Ω时，电源电压为4V，f=400Hz时电桥输出电压的值为
| U | 2R | Z | | U |
SC ( R R)2 (L)2
2 85.4 10
4 0.319 V
(85.4 40)2 (2π 400 30 103 )2
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A（）
1
[1 （ ）2 ]2 （2 ）2
0
0
7
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已知ω0=2π1200，ω=2π400，ξ=0.4，代入上式
A（400）
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第一章传感器的一般特性1－1：答：传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。
1－2：答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；（2）描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数对二阶传感器：固有频率、阻尼比。
1－7：解：Y FS=200-0=200由A=ΔA/Y FS＊100％有A＝4/200＊100％＝2％。
精度特级为2.5级。
1－8：解：根据精度定义表达式：A＝ΔA/Ay FS*100%,由题意可知：A＝1.5％，Y FS＝100所以ΔA＝A Y FS＝1.5因为 1.4＜1.5所以合格。
第二章应变式传感器2－1：答：（1）金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。
（2）半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。
2－2：答：相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。
2－3：答：金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数；它与金属丝应变灵敏度函数不同，应变片由于由金属丝弯折而成，具有横向效应，使其灵敏度小于金属丝的灵敏度。
2－4：答：因为（1）金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变；（2）基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变；常用的温度补偿法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法。
2－6：答；（1）直流电桥根据桥臂电阻的不同分成：等臂电桥、第一对称电桥和第二等臂电桥；（2）等臂电桥在R＞＞ΔR的情况下，桥路输出电压与应变成线性关系；第一对称电桥（邻臂电阻相等）的输出电压等同于等臂电桥；第二对称电桥（对臂电阻相等）的输出电压的大小和灵敏度取决于邻臂电阻的比值，当k小于1时，输出电压、线性度均优于等臂电桥和第一对称电桥。
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第一章传感与检测技术的理论基础1．什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？答：某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。
相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表示方法。
实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之比；标称相对误差是绝对误差与测得值之比。
引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，也用相对误差表示，它是相对于仪表满量程的一种误差。
引用误差是绝对误差（在仪表中指的是某一刻度点的示值误差）与仪表的量程之比。
2．什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？它们通常应用在什么场合？答：测量误差是测得值与被测量的真值之差。
测量误差可用绝对误差和相对误差表示,引用误差也是相对误差的一种表示方法。
在实际测量中，有时要用到修正值，而修正值是与绝对误差大小相等符号相反的值。
在计算相对误差时也必须知道绝对误差的大小才能计算。
采用绝对误差难以评定测量精度的高低，而采用相对误差比较客观地反映测量精度。
引用误差是仪表中应用的一种相对误差，仪表的精度是用引用误差表示的。
3．用测量范围为-50～+150kPa的压力传感器测量140kPa压力时，传感器测得示值为142kPa，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解：绝对误差2140142=-=∆kPa实际相对误差%43.1%100140140142=⨯-=δ标称相对误差%41.1%100142140142=⨯-=δ引用误差%1%10050150140142=⨯---=）（γ4．什么是随机误差？随机误差产生的原因是什么？如何减小随机误差对测量结果的影响？答：在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。
随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微小因素（测量装置方面的因素、环境方面的因素、人员方面的因素），如电磁场的微变，零件的摩擦、间隙，热起伏，空气扰动，气压及湿度的变化，测量人员感觉器官的生理变化等，对测量值的综合影响所造成的。
传感器技术课后习题答案
传感器技术课后习题答案传感器技术课后习题答案在传感器技术的学习中，习题是帮助我们巩固知识、检验理解程度的重要方式。
然而，有时候我们可能会遇到一些难题，无从下手。
在这篇文章中，我将为大家提供一些传感器技术课后习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
1. 什么是传感器？传感器是一种能够将物理量或化学量转化为可感知的电信号的装置。
它可以通过测量、检测和感知来获取与环境相关的信息，并将其转化为可用于控制、监测和诊断等应用的电信号。
2. 传感器的分类有哪些？传感器可以根据其测量原理、传感器类型和应用领域进行分类。
按照测量原理，传感器可以分为电阻式、电容式、电感式、压力式、温度式等。
按照传感器类型，可以分为光学传感器、声学传感器、生物传感器等。
按照应用领域，可以分为汽车传感器、医疗传感器、环境传感器等。
3. 传感器的工作原理是什么？传感器的工作原理基于不同的物理效应，如电阻、电容、电感、压力、温度等。
当受测量物理量作用于传感器时，传感器内部的物理效应会发生变化，进而导致传感器输出信号的变化。
通过测量输出信号的变化，就可以得到受测量物理量的信息。
4. 传感器的应用领域有哪些？传感器广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗诊断、航空航天等。
在工业自动化中，传感器可以用于测量温度、压力、流量等参数，实现对生产过程的监测和控制。
在环境监测中，传感器可以用于测量空气质量、水质、土壤湿度等，帮助我们了解和改善环境状况。
在医疗诊断中，传感器可以用于监测心率、血压、血氧等生理参数，辅助医生进行诊断和治疗。
5. 传感器的性能指标有哪些？传感器的性能指标包括灵敏度、精度、分辨率、响应时间、线性度等。
灵敏度是指传感器输出信号对输入物理量变化的敏感程度；精度是指传感器输出信号与实际值之间的偏差；分辨率是指传感器能够分辨的最小变化量；响应时间是指传感器从受到输入物理量变化到输出信号稳定所需的时间；线性度是指传感器输出信号与输入物理量之间的线性关系程度。
传感技术智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学
传感技术智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学第一章测试1.如果一个传感器的转换元件输出是电流或电压，就不需要转换电路。
（）A:错 B:对答案:错2.以下哪个部分决定了传感器的转换原理？（）。
A:转换元件 B:敏感元件 C:转换电路 D:辅助电源答案:敏感元件3.半导体材料受到外力作用时其电阻率会发生变化，这一现象称之为？（）。
A:压电效应 B:霍尔效应 C:压阻效应 D:应变效应答案:压阻效应4.描述一个传感器动态特性对阶跃信号的响应的技术指标有？（）A:迟滞误差 B:稳定时间 C:过渡时间 D:超调量答案:稳定时间;过渡时间;超调量5.被测量直接输入给敏感元件，其输出一般是与被测量不同种类的另外一种量。
（）A:错 B:对答案:对第二章测试1.双量程动态测力弹性体系统中，大小量程的弹性体通常都是全程参与整个测量过程。
（）A:对 B:错答案:对2.薄膜应变片是三层式结构，具体包括（）。
A:绝缘层 B:敏感层 C:基片 D:粘接层答案:绝缘层;敏感层;基片3.光纤传感器的组成主要包括（）。
A:光纤耦合器 B:光探测器 C:光纤 D:光源答案:光纤耦合器;光探测器;光纤;光源4.利用光弹效应测量压力偏振调制光纤压力传感器最终探测的是光纤的哪个参数变化（）。
A:相位 B:光强 C:频率 D:偏振及波长答案:光强5.扭矩的测量方法可以分为（）。
A:平衡力法 B:传递法 C:等价转换法 D:能量转换法答案:平衡力法;传递法;能量转换法第三章测试1.光栅传感器的基本组成部分包括（）。
A:光电器件 B:聚光镜 C:光栅副 D:光源答案:光电器件;聚光镜;光栅副;光源2.莫尔条纹的三个参数：栅距W，夹角θ，条纹间距B，它们之间的关系为（）。
A:B≈W*θ B:B≈θ+W C:B≈θ/W D:B≈W/θ答案:B≈W/θ3.莫尔条纹明暗区的反衬程度为对比度。
如果对比度太低，说明输出信号太小，信噪比低。
传感器课后题答案
第一章1.何为准确度、精密度、精确度并阐述其与系统误差和随机误差的关系。
;答：准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。
精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。
精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差综合的的影响程度，其定量特征可用测量的不确定度表示。
4.为什么在使用各种指针式仪表时，总希望指针偏转在全量程的2/3以上范围内使用答：选用仪表时要考虑被测量的大小越接近仪表上限越好，为了充分利用仪表的准确度，选用仪表前要对被测量有所了解，其被测量的值应大于其测量上限的2/3。
14.何为传感器的静态标定和动态标定试述传感器的静态标定过程。
答：静态标定：确定传感器的静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。
动态标定：确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。
（静态标定过程：①将传感器全量程分成如干等间距点。
②根据传感器量程分点情况，由小到大一点一点地输入标准量值，并记录与各输入值相应的输出值。
③将输入值由大到小一点一点减小，同时记录与各输入值相对应的输出值。
④按②、③所述过程，对传感器进行正反行程往复循环多次测试，将得到的输出-输入测试数据用表格列出或作出曲线。
⑤对测试数据进行必要的处理，根据处理结果就可以确定传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重复性等静态特性指标。
第二章~1.什么叫应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
答：应变效应：金属丝的电阻随着它所受的机械形变的大小而发生相应的变化的现象称为金属应变效应。
工作原理：在电阻丝拉伸极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即：=K0(K0：电阻丝的灵敏系数、：导体的纵向应变)2.金属电阻应变片与的工作原理有何区别各有何优缺点答：区别：金属电阻变化主要是由机械形变引起的；半导体的阻值主要由电阻率变化引起的。
优缺点：金属电阻应变片的主要缺点是应变灵敏系数较小，半导体应变片的灵敏度是金属电阻应变片50倍左右。
-6.什么是直流电桥若按桥臂工作方式不同，可分为哪几种各自的输出电压如何计算答：直流电桥：电桥电路的工作电源E 为直流电源，则该电桥称为直流电桥。
传感器新习题集及答案(可编辑修改word版)
习题集及答案第1 章概述1.1什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？1.2传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。
1.3简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。
1.4传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪几种？1.5传感器的图形符号如何表示？它们各部分代表什么含义？应注意哪些问题？1.6用图形符号表示一电阻式温度传感器。
1.7请例举出两个你用到或看到的传感器，并说明其作用。
如果没有传感器，应该出现哪种状况。
1.8空调和电冰箱中采用了哪些传感器？它们分别起到什么作用？答案1.1答：从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。
我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。
定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。
按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。
1.2答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。
传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。
1.3 答：（略）答：按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类，含12 个小类。
按传感器的检测对象可分为：力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。
(完整word版)第0-5章 传感器 习题答案
第0章作业答案0.1传感器的定义是什么？解：能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
从传感器输入端来看，一个指定的传感器只能感受或响应规定的物理量，即传感器对规定的被测量具有最大的灵敏度和最好的选择性。
从输出端看，传感器的输出信号为“可用信号”。
这意指传感器的输出信号中不但载运着待测的原始信息，而且是能够被远距离传送、后续测量环节便于接收和进一步处理的信号形式，最常见的是电信号。
从输入与输出关系来看，这种关系应具有“一定规律”。
其意指传感器的输入与输出应是相关的，而且这种规律是可复现的。
0.5 画出以下结构型传感器的组成框图与写出其输入、输出量的名称。
解：（3）电容式加速度传感器；中间变量0.7 将一热电偶与通用数字电压表组成测温系统与配用同类热电偶的专用测温仪相比较，有何主要的不同之处？解：前者输出为电压信号，后者输出为被测量的测量值。
0.12 智能传感器技术的主要特征是什么，从何时开始发展起来的？解：主要特征是：传感器与计算机或微处理器赋予智能的结合，从而兼有信息获取与信息处理双重功能的传感器系统。
20世纪80年代，随着微处理器迅速发展普及，智能传感器相继发展起来。
第1章作业答案1.1 传感器静态模型有哪几种常见形式。
解：1．列表形式将标定实验获得的一系列x i、y i离散值(i=1,2,…N)列成表来表征x-y关系。
2．曲线形式以输入量x(P)为横坐标，输出量y(U)为纵坐标，将标定实验获得的一系列x i、y i对应值在坐标平面上给出。
3．数学表达式形式根据标定实验得出的一系列x i、y i离散标定值可求出其拟合曲线的数学表达式。
对于实际的传感器系统，其输入与输出关系往往不是理想直线，故而静态特性也即静态模型常由多项式来表示：y(x)=S0+S1x+ S2x2+…S n x n1.2 测得某放大器的输入——输出关系的两对数据如下，试求其放大倍数K。
输入输出0.000mV -3.65mV0.500mV 63.25mV 解：第1章练习与实践1.6－1 已知某压力传感器的静态模型，由标定实验数据列表形式给出如下：要求“采用”远程网络测控实验室中的“线性拟合演示仪”与“多项式拟合演示仪”。
《传感器与检测技术》课后习题：第一章(含答案)
第一章习题答案1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。
（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。
如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。
②研制仿生传感器③研制海洋探测用传感器④研制成分分析用传感器⑤研制微弱信号检测传感器（3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。
它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。
系统功能最大程度地用软件实现。
（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。
衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。
1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度；2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值；3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
传感器原理及应用课后习题答案
传感器原理及应⽤课后习题答案习题集及答案第1章概述1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？1.2 传感器由哪⼏部分组成？试述它们的作⽤及相互关系。
1.3 简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。
1.4 传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪⼏种？1.5 传感器的图形符号如何表⽰？它们各部分代表什么含义？应注意哪些问题？1.6 ⽤图形符号表⽰⼀电阻式温度传感器。
1.7 请例举出两个你⽤到或看到的传感器，并说明其作⽤。
如果没有传感器，应该出现哪种状况。
1.8 空调和电冰箱中采⽤了哪些传感器？它们分别起到什么作⽤？答案1.1答：从⼴义的⾓度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。
我们对传感器定义是：⼀种能把特定的信息（物理、化学、⽣物）按⼀定规律转换成某种可⽤信号输出的器件和装置。
从狭义⾓度对传感器定义是：能把外界⾮电信息转换成电信号输出的器件。
我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照⼀定规律转换成可⽤输出信号的器件和装置”。
定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的⼀种检测装置；能按⼀定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输⼊之间存在确定的关系。
按使⽤的场合不同传感器⼜称为变换器、换能器、探测器。
1.2答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作⽤——传感器处于研究对象与测试系统的接⼝位置，即检测与控制之⾸。
传感器是感知、获取与检测信息的窗⼝，⼀切科学研究与⾃动化⽣产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作⽤与地位特别重要。
1.3答：（略）答：按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及⽣物量传感器三⼤类，含12个⼩类。
按传感器的检测对象可分为：⼒学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、⽣物量、机器⼈等等。
现代传感技术第一章课后习题答案
思考题1.传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？答：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常由敏感元件，转换元件和转换电路组成。
2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？答：根据传感器的工作机理（包括物理，化学，生物传感器等）；根据传感器的构成原理（结构型，物性型传感器）；根据传感器的能量转换情况（能量控制，能量转换传感器）。
3.举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。
答：结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。
物理学中的定律一般是以方程式给出的。
特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。
物性型传感器是利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。
定律、法则大多数是以物质本身的常数形式给出。
这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。
4.传感器与传感技术概念有什么不同？答：传感器是获取信息的工具。
传感器技术是关于传感器设计、制造及应用的综合技术。
5.什么叫传感技术？传感技术的特点是什么？答：传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制（建）造、测试、应用及评价改进等活动。
特点：传感技术涉及传感（检测）原理、传感器件设计、传感器开发和应用的综合技术；传感技术的含义比传感器更为广泛，它是敏感功能材料科学、传感器技术、微细加工技术等多学科技术互相交叉渗透而形成的一门新技术学科—传感器工程学；传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术之一。
6.什么是信息？信息的基本特征是什么？答：信息是物质存在的一种方式、形态或运动状态，也是事物的一种普遍属性，一般指数据、消息中所包含的意义，可以使消息中所描述事件的不定性减少。
现代传感技术课程作业
《现代传感技术》课程作业11. 什么是传感器？它有什么作用？其典型组成结构是什么样的？答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
通常传感器由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。
敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电2. 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？分别说明这些性能指标的含义。
答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态(被测量是一个不随时间变化，或随时间变化缓慢的量)时的输出输入关系。
传感器的静态特性可以用一组性能指标来描述，有灵敏度、迟滞、线性度、重复性和漂移等。
①灵敏度是指传感器输出量增量△y 与引起输出量增量△y 的相应输入量增量△x 的之比。
用S 表示灵敏度，即S=△y/△x②传感器的线性度是指在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值满量程输出值之比。
线性度也称为非线性误差，用表示，即 Lmax L r =100%FSY ∆±⨯ ③迟滞:是指传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。
即传感器在全量程范围内最大的迟滞差值ΔH max 与满量程输出值之比称为迟滞误差，用表示，即： H max H r =100%FSY ∆±⨯ ④重复性：是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
重复性误差属于随机误差，常用均方根误差计算，也可用正反行程中最大重复差值R max ∆计算，即:R FS2~3=100%Y σϒ±⨯（）3. 有一个二阶系统的力传感器。
现代传感技术习题答案
4月2日课堂作业一、单选题（共20分）l 、信号中若含有周期成分，则当τ→∞时，)(x τR 呈（ D ）变化。
(A)衰减；(B)非周期；(C)2倍周期性；（D ）同频周期性2、两同频方波的互相关函数曲线是（ A ）。
(A)不是B, C 或D ；(B ）方波；（C ）三角波；(D ）正弦波3、相关系数xy ρ的取值范围处于（ B ）之间。
(A) 0和1 ； (B) +1和-1；(C)-1和0；(D)+∞和-∞之间。
4、当τ=0，自相关函数)0(x R 必为（ C ）。
(A)零；(B)无限大；(C)最大值；(D)平均值5、当τ→∞时，均值非零的随机信号的自相关函数)(x τR 为（D ）。
(A)无穷大；（B ）2ψ; (C)无穷小；(D)2μ6、下面对线性系统的输入、输出间关系表述正确的是（B ）。
(A)())()(2f X f H f Y =；(B)x xy S f H )(S =； (C)x S f H )(S y =)； (D) )()()(S f S f S f y x xy =7、如图所示，含有正弦信号的随机信号的概率密度函数图为( D )。
8、对某设备采用均方根值诊断法，如果关注的振动频率是50Hz,那么适宜的测量参数是（C ）。
(A)加速度；(B)速度；(C)位移；(D)相位9、时域信号的时移，则频谱变化为（D ）。
A 、扩展 ；B 、压缩 ；C 、不变 ；D 、相移10、 当τ→∞时,信号x （t ）的自相关函数Rx （τ）呈周期性变化,说明该信号( B )。
A 、为周期信号；B 、含有周期成份；C 、为离散信号；D 、为非周期信号。
二、填空题（共20分）1、若信号x(t)和 y(t)满足y(t)=k x(t)+b 的关系，其中k, b 均为常数，则其互相关系数)(xy τρ=（ 1或-1 ）。
2、若随机信号x(t)和y(t)均值都为零，当τ→∞时，互相 关函数)(R τxy = ( 0 )。
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思考题
1.传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？
答：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常由敏感元件，转换元件和转换电路组成。
2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？
答：根据传感器的工作机理（包括物理，化学，生物传感器等）；根据传感器的构成原理（结构型，物性型传感器）；根据传感器的能量转换情况（能量控制，能量转换传感器）。
3.举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。
答：结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。
物理学中的定律一般是以方程式给出的。
特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。
物性型传感器是利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。
定律、法则大多数是以物质本身的常数形式给出。
这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。
4.传感器与传感技术概念有什么不同？
答：传感器是获取信息的工具。
传感器技术是关于传感器设计、制造及应用的综合技术。
5.什么叫传感技术？传感技术的特点是什么？
答：传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制（建）造、测试、
应用及评价改进等活动。
特点：传感技术涉及传感（检测）原理、传感器件设计、传感器开发和应用的综合技术；传感技术的含义比传感器更为广泛，它是敏感功能材料科学、传感器技术、微细加工技术等多学科技术互相交叉渗透而形成的一门新技术学科—传感器工程学；传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术之一。
6.什么是信息？信息的基本特征是什么？
答：信息是物质存在的一种方式、形态或运动状态，也是事物的一种普遍属性，一般指数据、消息中所包含的意义，可以使消息中所描述事件的不定性减少。
”特征：依附性，可处理性、价值相对性、实效性、真伪性等。
7.什么是信息技术？什么是3C技术？
答：研究信息的获取、传输和处理的技术，是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术，是用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。
3C技术：传感、通信和计算机技术三者史相辅相成的。
它们构成了信息技术的核心，又被称为“3C”技术，即信息收集、通信和计算机(Collection，Communication and Computer)技术。
8.信息技术包括哪些方面？
答：感测与识别技术；信息传递技术；信息处理与再生技术。
9.传感器与信息有什么关系？
答：信息的感测，识别，传递等都需要传感器来实现。
10.物质、能量和信息三者之间的关系是什么？
答：物质、能量和信息，作为物质世界的三种资源，具有三位一体相辅相成的关系；信息是客观事物和主观认识相结合的产物，没有信息，物质和能量便无从认识；信息是由能量或物质形态表示的；信息是载荷于能量流传输的；信息在传输过程中需要消耗能量，维持信息传输必须供给能量；信息传输的方向与携带信息的能量流方向是一致的；测量过程中，被测对象应具有足够的负熵才能保证有效测量。
11.简述传感技术在现代科学技术、国民经济和社会生活中的地位与作用。
答：感受外界信息的电五官信息技术的源头；获取人类感官无法获得的大量信息；工业生产的‘倍增器’，科学研究的‘先官’，军事上的‘战斗力’，国民活动中的‘物化法官’，应用无处不在；没有传感器就没有现代科学技术；发展现代传感技术己成为国家的一项战略措施。
12.现代传感器研发呈现的特点是什么？
答：1）新技术普遍应用，目前普遍采用电子设计自动化（ＥＤＡ）、计算机辅助制造（ＣＡＭ）、计算机辅助测试（ＣＡＴ）、数字信号处理（ＤＳＰ）、专用集成电路（ＡＳＩＣ）及表面贴装技术（ＳＭＴ）等技术。
2）功能日渐完善，随着集成微光、机、电系统技术的迅速发展
以及光导、光纤、超导、纳米技术、智能材料等新技术的应用，进一步实现信息的采集与传输、处理集成化、智能化，更多的新型传感器将具有自检自校、量程转换、定标和数据处理等功能，传感器功能得到进一步增强和完善，性能进一步提高，更加灵敏、可靠。
3）新型传感器开发加快；新型传感器，大致应包括：
①采用新原理；②填补传感器空白；③仿生传感器；④新材料开发催生的新材料传感器等诸方面。
它们之间是互相联系的。
13.我国传感器产业发展现状及与国外的差距是什么？如何发展我国的传感器产业？
答:现状:缺少具有自主知识产权的创新性成果，科研成果向产业转化速度慢，取得显著社会经济效益的项目少；缺乏大规模生产的企业，高档产品种类少，市场满足率低；生产工艺装备离国际水平有较大差距；整体还处于跟踪状态。
差距:器件品种少，高端产品主要依赖进口；自动化、智能化水平较低；模块化、标准化、集成化程度较低；稳定性较差、可靠性较低；信号检测精度较低；性能价格比低，市场竞争力较弱。
集中具有强实力的企业，开拓市场，真正形成一定的规模。
增加高水平传感器的生产。
增强传感研究方面科研投资力度，增加先进的科研设备，提高科研成果的转化效率。
14.简述现代传感技术的发展现状与趋势。
答:开发新材料、研究新型传感器；向高精度发展；向高可靠性、
宽温度范围发展；向微型化发展；向微功耗及无源化发展；向集成化、多功能化发展；向智能化发展；向数字化、网络化发展；多传感器的集成与融合；多学科交叉融合，实现无线网络化；15.举例说明传感技术的应用。
答：探月小车，机器人，工程检测。